3.1 铁及其化合物 课件-2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

该高中化学课件聚焦铁及其化合物，从陨铁、地壳元素含量导入，系统呈现铁的单质性质、氧化物与氢氧化物、亚铁盐和铁盐的转化，构建“存在-性质-应用”的知识支架，衔接前后知识点。 其亮点在于通过价类二维图、物质性质认知模型培养科学思维，结合铁与水蒸气反应实验深化科学探究，联系食品补铁、印刷电路板体现化学观念。学生能提升分析与实践能力，教师可丰富教学手段，提高课堂效率。

这是铁粉与水蒸气反应的实验装置。湿棉花受热会使水汽化，产生水蒸气。酒精灯上的防风罩可以提高加热温度，点燃酒精灯使大试管均匀受热。用酒精灯加热湿棉花部位使水汽化，将酒精灯固定在铁粉部位进行加热，观察到铁粉逐渐红热。导气管下端不断有气体涌出，将肥皂液吹出气泡，用燃着的火柴接近气泡，气泡破裂，气体燃烧，发出轻微爆鸣声。 第一节 铁及其化合物 第1课时 铁的单质 第三章 铁 金属材料 人教版必修1 地球上的铁元素 铁的游离态仅见于陨石（如陨铁），人类最早使用的铁，是来自太空的陨铁。 地壳中Fe含量居第四位。 陨铁 O Si Al Fe Ca... 地壳中元素含量递减 地球上的铁元素 铁元素在自然界中既有游离态（单质形态如陨铁）又有化合态（主要以+2价和+3化合物的形态存在 菱铁矿 (FeCO3) 赤铁矿 (Fe2O3) 磁铁矿 (Fe3O4) 黄铁矿 (FeS2) 单质铁的物理性质 熔点 1535℃ 沸点 2750℃ 密度 7.86 g·cm-3 物理性质 ├─导热性 ├─导电性 ├─延展性 ├─银白色金属光泽 └─能被磁铁吸引 高炉炼铁 高炉炼铁 点燃 (1) C + O2 === CO2 高温 (2)C + CO2 === 2CO (3)Fe2O3 + 3CO ==== 2Fe + 3CO2 高温 熔炼除碳 塑型 成品 赤铁矿------Fe2O3 菱铁矿------FeCO3 磁铁矿------Fe3O4 黄铁矿------FeS2 煅烧 Fe2O3 学习思维模型建构 物质 猜想1 猜想3 猜想2 查阅资料 实验方案设计 实验 验证 及现象 物质性质认知过程 学习思维模型建构 1.从铁原子核外电子排布情况，分析单质铁可能的性质。 2.从价类二维图的视角出发，结合氧化还原反应和物质分类的思想，分析 铁及其化合物之间转化的关系。 3.从金属钠的性质出发，结合金属活动性，对照分析金属铁的性质。 4.从生活实际和已有化学知识，归纳铁的一般化学性质。 多视角认识 金属铁的性质 学习思维模型建构 任务1、联系金属钠的性质，结合铁的原子结构示意图和教材P69页“思考与讨论”，思考金属铁为什么能与氧气，酸，某些盐发生化学反应？ 具有强还原性 预 测 1.从铁原子核外电子排布情况，分析单质铁可能的性质。 学习思维模型建构 单质 氧化物 碱 盐 Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3+ Fe2+ 2.从价类二维图的视角出发，结合氧化还原反应和物质分类的思想，分析 铁及其化合物之间转化的关系。 学习思维模型建构 与物质反应 铁 钠 非金属单质 酸 盐溶液 水 3.从金属钠的性质出发，结合金属活动性，对照分析金属铁的性质。 学习思维模型建构 与物质反应 铁 钠 非金属单质 2Fe + 3Cl2 2FeCl3 3Fe + 4O2 Fe3O4 2Na + Cl2 2NaCl 4Na + O2 = 2Na2O 2Na + O2 Na2O2 酸 Fe + 2HCl = FeCl2 + H2↑ 2Na + 2HCl = 2NaCl + H2↑ 盐溶液 Fe + CuSO4 = FeSO4 + Cu 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 2NaOH + CuSO4 =Na2SO4 + Cu(OH)2 水 ？？？ 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ 铁与水能反应吗？ 3.从金属钠的性质出发，结合金属活动性，对照分析金属铁的性质。 学习思维模型建构 2Fe+3Cl2 2FeCl3 Δ 2Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu 3Fe+2O2 Fe3O4 点燃 Fe＋S === FeS 4.从生活实际和初中已有化学知识，归纳铁的一般化学性质。 学习思维模型建构 结论：铁单质做还原剂，能与部分氧化剂发生反应。 强氧化剂： O2、Cl2、HNO3等 弱氧化剂： CuSO4、HCl、S 等 Fe Fe(Ⅲ) +强氧化剂 Fe Fe(Ⅱ) +弱氧化剂 2Fe+3Cl2 2FeCl3 2Fe+2HCl=FeCl2+H2↑ Fe+CuSO4=FeSO4+Cu Fe＋S === FeS 3Fe + 4O2 Fe3O4 铁与氧气反应的复杂性 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 稳定性 不稳定 （被氧化为Fe3O4） 稳定 (高温分解为Fe3O4 和 O2) 稳定 铁的化合价 +2 +3 +2、+3 用途 用作色素、冶炼铁 红色颜料、冶炼铁 作磁性材料、冶炼铁 资 料 卡 片 铁与水反应 猜想产物可能是： 。 思考与交流 猜想的依据是什么？ 猜想1：Fe(OH)2 + H2 ↑ 猜想2：Fe(OH)3 + H2 ↑ 猜想3：FeO + H2 ↑ 猜想4：Fe2O3 + H2 ↑ 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ Fe 黑色 FeO 黑色 不稳定，易被氧化为Fe3O4 Fe2O3 红棕色 稳定，高温分解为Fe3O4 和 O2 Fe3O4 黑色 受热不分解 Fe(OH)2 白色 极不稳定，易被氧化Fe(OH)3 Fe(OH)3 红褐色 500℃分解为Fe2O3 铁与水反应 物质 猜想1 猜想3 猜想2 查阅资料 实验方案设计 实验 验证 及现象 物质性质认知过程 6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑ FeO 黑色 不稳定，易被氧化为Fe3O4 Fe2O3 红棕色 稳定，高温分解为Fe3O4 和 O2 Fe3O4 黑色 受热不分解 Fe(OH)2 白色 极不稳定，易被氧化Fe(OH)3 Fe(OH)3 红褐色 500℃分解为Fe2O3 铁与水反应 现象：铁粉逐渐红热，烧杯中产生大量的肥皂泡，点燃气泡会发出爆鸣声，反应后试管内固体为黑色。 ①湿棉花的作用： 。 ②酒精灯的火焰可用防风罩套住，_________________。 ③肥皂液的作用： 。 ④结束时，先_________，再_________。 思考交流 提供水蒸气 收集氢气 提高温度，加热效果更好 撤导管 移酒精灯 拓展提升—金属与水反应 2Na + 2H2O === 2NaOH + H2↑ K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag Pt Au 与冷水剧烈反应 生成碱和H2 与热水反应，生成碱和H2 与水蒸气反应，生成氧化物和H2 不与水反应 Mg + 2H2O === Mg(OH)2 + H2↑ △ 3Fe + 4H2O(g) === Fe3O4 + 4H2 高温 铁与水反应 “铁与水蒸气反应”的实验2 “铁与水蒸气反应”的实验3 铁与水反应 【例】某化学兴趣小组利用如图装置(铁架台及夹持装置已省略)进行“铁与水蒸气反应”的实验，并检验产物的性质，请回答下列问题： (1)A 装置的作用是 ，。 (2) 写出装置B中发生反应的化学方程式： 。 (3)D的作用是 。 (4)E中的实验现象是 。 (5)A 、B两个装置中应先点燃 处的酒精灯(或酒精喷灯 ) ，点燃 E处酒精灯之前应进行的操 作是 。 收集H2并检验其纯度 产生水蒸气 吸收未反应的水蒸气，干燥H2 黑色固体变成红色，玻璃管内壁上有水珠生成 A 食品中的铁 资料卡片 铁在成人体中的含量为4~5g，是人体必需微量元素中含量最多的一种。人体内的含铁化合物主要分为两类，即功能性铁和储存铁。功能性铁参与氧的运输，其余的铁与一些酶结合，分布于身体各器官。体内缺铁将会导致人的记忆能力、免疫能力和对温度的适应能力等生理功能下降。如果体内的铁不足以供给生命活动的需要，就会发生贫血。 为了满足生理需要，成人每天铁的适宜摄入量为15~20mg。动物内脏、肉类、鱼类、蛋类等动物性食物中的铁容易被吸收。一般蔬菜中铁的含量较少，吸收率也低，但我国膳食中一般食用蔬菜量很大，仍为铁的重要来源。我国已经实施在某些酱油中加入铁强化剂的措施，以减少缺铁性贫血问题的发生。 人体中的铁元素 食品中的铁 脱氧剂有的是铁 常温下：4Fe + 3O2=2Fe2O3 知识建构 Fe 物质类型角度 元素价态角度 强还原性 金属单质 +3 +2 与非金属单质反应 与酸溶液反应 与某些盐溶液反应 知识建构 铁单质 铁元素的存在形态 铁单质的物理性质 游离态——单质形态 化合态——化合物形态 银白色、金属光泽固体 较强氧化剂 较弱氧化剂 铁单质的化学性质 人体中的铁元素 导热性、导电性、延展性 熔沸点较高、质软、密度较大 Fe - 2e- → Fe2+ Fe - 3e- → Fe3+ 第一节 铁及其化合物 第2课时 铁的氧化物和氢氧化物 第三章 铁 金属材料 人教版必修1 铁的氧化物 名称 氧化亚铁 氧化铁 四氧化三铁 化学式 FeO Fe2O3 Fe3O4 俗名 —— 铁红 磁性氧化铁 颜色、状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体 稳定性 不稳定 较稳定，高温分解 稳定 铁的化合价 +2 +3 +2、+3 用途 用作色素、冶炼铁 红色颜料、冶炼铁 作磁性材料、冶炼铁 6Fe2O3 4Fe3O4+O2↑ 铁的氧化物 丹霞地貌 和 红壤因富含Fe2O3而呈红色 黏土灼烧成红砖，因富含Fe2O3而呈红色 若烧制过程中加入碳粉，Fe2O3被还原为Fe3O4而显示青灰色 金属冶炼是将金属从化合态转化为游离态的过程，主要方法包括用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物反应，以及置换法、电解法等。 铁的氧化物的性质 1.溶于酸 2.高温还原 高温 FexOy Fe H2、CO、C、Al 等 绝大多数金属氧化物都能溶于强酸，有些极难容金属氧化物还需要加入氧化剂或还原剂辅助溶解，如二氧化锰的溶解需要加入还原剂辅助酸溶。 铁的氧化物的用途 高温 FexOy Fe H2、CO、C、Al 等 1.铁的氧化物是冶炼铁的原料 2.Fe2O3 红色油漆和涂料 3.Fe3O4 制录音磁带和电讯器材，打印机或复印机的墨粉 铁的氢氧化物 名称 氢氧化亚铁 氢氧化铁 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 颜色、状态 白色絮状沉淀 红褐色沉淀 稳定性 极不稳定，极易被氧化 不稳定，受热分解 氢氧化物的生成 Fe(OH)2极不稳定，生成后极易被氧化，最初生成的白色沉淀很快变灰、变绿，最终转化为红褐色的Fe(OH)3。若要相对长时间观察到白色沉淀，需要采取必要的除氧、绝氧措施。 知识建构 4Fe(OH)2＋O2＋2H2O=4Fe(OH)3 ① 使用新配制的FeSO4溶液(可加入少量铁屑）； ②把NaOH溶液或配制溶液用的蒸馏水加热煮沸除去溶解氧； ③ 滴入溶液时将胶头滴管伸入液面以下； 加热煮沸 胶头滴管伸入液面以下 现配现用 制备Fe(OH)2的注意事项 绝氧是关键！ ④ 油膜绝氧。 知识建构 知识建构 【例1】某同学欲利用如图装置制取能较长时间存在的 Fe(OH)2，其中实验所用溶液现配现用且蒸馏水先加热煮沸。下列分析正确的是(　　) A.蒸馏烧瓶中反应的离子方程式 是2Fe＋6H＋===3Fe2＋＋3H2↑ B.实验开始时应先关闭止水夹a、打开 b， 再向烧瓶中加入稀盐酸 C.反应一段时间后可在烧瓶中观察到白色沉淀 D.反应结束后若关闭 b 及分液漏斗活塞，则 Fe(OH)2可较长时间存在 D 知识建构 【例2】已知A为常见的金属单质，根据如图所示的关系，下列叙述中正确的是( ) A. A为Fe，B为FeO B. C→D溶液的颜色变化：棕黄色→浅绿色 C. ④的离子方程式： D. ⑤的离子方程式： B 第一节 铁及其化合物 第3课时 亚铁盐和铁盐 第三章 铁 金属材料 人教版必修1 Fe2+ 、Fe3+的检验方法 亚铁盐 铁盐 1.观颜色 Fe3+ Fe2+ Fe2+ 、Fe3+的检验方法 Fe2+ + OH- —— —— 2 Fe(OH)2↓ Fe3+ + OH- —— —— 3 Fe(OH)3↓ 4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe3+ Fe2+ 2.沉淀法 Fe2+ 、Fe3+的检验方法 FeCl3溶液遇KSCN溶液变成血红色 FeSO4溶液遇KSCN溶液不变色 3.显色法 【实验3-2】在两支试管中分别加入少量的FeCl3溶液和FeSO4溶液，各滴入几滴硫氰化钾（KSCN）溶液，观察并记录结果。 FeCl3 + 3KSCN ⇌ Fe(SCN)3+3KCl Fe3+ + 3SCN- ⇌ Fe(SCN)3 不是沉淀！ 【实验3-3 】 ①在盛有2 mL FeCl3溶液的试管中加入过量铁粉，振荡试管。 ②充分反应后，滴入几滴KSCN溶液，观察并记录现象。 ③把上层清液倒入另一支试管中，再滴入几滴氯水溶液，又发生了什么变化？ Fe2+ 、Fe3+的转化 实验探究 加入铁粉 滴入氯水 FeCl3 无明显变化 变成红色 滴入KSCN 棕黄色 浅绿色 Fe2+ 、Fe3+的转化 O2、 Cl2、H2O2、浓硫酸、 酸性KMnO4等 氧化剂 铁、铜、锌、KI、SO2、 维生素C等 还原剂 Fe3+ Fe2+ 知识建构 Fe2+ Fe3+ Cl2 、Br2、 H2O2 、 KMnO4 (H+)、NO3-(H+)、O2 Al、Zn、Fe、Cu、I-、H2S Fe Cl2 、HNO3、H2SO4（浓） C 、H2 、CO、Al HCl 、CuSO4、S C 、H2 、CO、Al 知识建构 单质 氧化物 碱 盐 Fe FeO Fe3O4 Fe2O3 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe3+ Fe2+ 学以致用——印刷电路板 P74 探究 了解FeCl3制作印刷电路板 制作过程： 先在塑料板上镀上一层铜，然后在设计好的铜线路上涂上一层石蜡，把板浸到氯化铁溶液中，没有在线路上的铜即没有被石蜡覆盖住的铜就被反应掉。 从化学走向社会 Cu + 2Fe3+ = 2Fe2+ + Cu2+ 下 课 Lavf57.62.100 FormatFactory : www.pcfreetime.com $氢氧化亚铁的制备。左面的试管内已经加入了铁粉，右边的试管内盛有氢氧化钠溶液。向左边的试管中加入稀硫酸。稀硫酸和铁粉反应生成氢气。塞好胶塞。可以看到，铁和硫酸反应生成了硫酸亚铁和氢气。检验氢气的纯度。没有尖锐的爆鸣声说明氢气已经纯净了。用止水夹夹住上部的乳胶管，切断氢气的通路。此时在清气气压增大的条件下，左面试管中生成的硫酸亚铁溶液顺着导管进入右面的试管中。与氢氧化钠溶液混合，产生白色的氢氧化亚铁沉淀。